TiO、PANI/TiO复合纳米纤维的制备及其表征

摘要

聚合物／无机纳米复合材料的研究是当今纳米材料的重要研究课题之一,通常来讲,聚合物／无机纳米复合材料是指以有机高分子聚合物为连续相与纳米颗粒进行复合所得到的复合材料。这种复合并不是简单的有机相与无机相的混合,而是二者在纳米范围内通过化学键结合而成。聚合物／无机纳米复合材料大多集无机、导电聚合物以及纳米粒子等特性于一体,在光电材料和高密度信息存储材料等方面都有着广阔的应用前景。
　　 本文首先通过溶胶一凝胶法与静电纺丝技术相结合成功的制备了TiO2纳米纤维,然后以TiO2纳米纤维为模板,利用水热一溶剂热合成技术成功的获得了PANI／TiO2纳米复合材料。并利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射分析(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、拉曼光谱分析(Raman)、热失重分析(TG)等手段对复合纤维材料的结构和性质进行了表征。
　　 研究结果表明,采用溶胶一凝胶与静电纺丝过程可以得到PVP／Ti(OiPr)4杂化纳米纤维,并对杂化纳米纤维进行热处理,获得了纯相的TiO2纳米纤维,表面比较光滑,直径分布比较均匀,约为150nm左右,热处理过程中发现煅烧温度对TiO2纳米纤维的晶型有很大影响:煅烧温度达到500℃时获得锐钛矿型TiO2纳米纤维,煅烧温度达到600℃时获得锐钛矿与金红石型TiO2纳米纤维的混相,煅烧温度达到700℃时获得金红石型TiO2纳米纤维；以锐钛矿型TiO2纳米纤维为模板、利用水热技术可以成功的获得具有壳层结构的PANI／TiO2纳米复合材料,制备的PANI／TiO2纳米复合材料形态较好,平均直径约300nm左右,扫描电镜分析TiO2纳米纤维表面均匀的包覆一层PANI,并在层状结构表面生长出PANI颗粒。
　　 上述工作为深入研究PANI／TiO2复合纳米纤维材料的性质奠定了材料基础。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 纳米材料概述

1.1.1 纳米材料

1.1.2 纳米纤维

1.2 聚合物/无机纳米复合材料简介

1.2.1 复合材料

1.2.2 纳米复合材料

1.2.3 聚合物/无机纳米复合材料

1.2.4 PANI/TiO2纳米复合材料

1.3 静电纺丝技术简介

1.3.1 静电纺丝的基本原理和实验装置

1.3.2 影响静电纺丝的主要因素

1.3.3 静电纺丝的聚合物

1.4 水热合成技术简介

1.5 本研究的内容、目的和意义

第二章 TiO2纳米纤维材料的制备和表征

2.1 前言

2.2 实验过程

2.2.1 试剂与仪器

2.2.2 前驱体溶液的制备

2.2.3 静电纺丝制备TiO2纳米纤维

2.3 结果与讨论

2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)

2.3.2 X射线衍射分析(XRD)

2.3.3 红外光谱分析(FT-IR)

2.3.4 拉曼光谱分析(Raman)

2.4 本章小结

第三章 PANI/TiO2复合纳米纤维的制备和表征

3.1 前言

3.2 实验过程

3.2.1 试剂与仪器

3.2.2 TiO2纳米纤维的制备

3.2.3 PANI/TiO2复合纳米材料的制备

3.3 结果与讨论

3.3.1 扫描电子显微镜(SEM)

3.3.2 X射线衍射分析(XRD)

3.3.3 红外光谱分析(FT-IR)

3.3.4 热失重分析(TG)

3.4 本章小结

结论

参考文献

致谢